Интеллектуальное реле управления вентилятором охлаждения двигателя. Как она работает. Ремонт блока управления

В процессе эксплуатации транспортного средства происходит нагревание двигателя. Чтобы предотвратить перегрев силового агрегата, автомобили оборудованы системой охлаждения. Главная деталь, которая обеспечивает обдув мотора и жидкости в радиаторе - это вентилятор системы охлаждения двигателя.

Приводное устройство вентилятора

Конструкция вентилятора охлаждения агрегата состоит из шкива и закрепленных на нем лопастей. Эффективность нагнетания воздуха обеспечивается установкой лопастей под определенным углом. Принцип работы зависит от конструктивных особенностей привода.

Механический

Вращение на шкив от коленчатого вала через ременную передачу. Это простейшая установка, которая находится в постоянном зацеплении с коленвалом. Недостаток такого механизма в том, что для постоянного вращения вентилятора охлаждения радиатора ДВС затрачивает много полезной энергии.

На сегодняшний день механический тип привода почти не встретить. Обычно их устанавливают на агрегаты с продольным расположением, вездеходные джипы.

Гидромеханичиеский

Это приводное устройство, работающее от разницы давления в муфте. Муфты бывают двух типов: гидравлическая и вязкостная. Частота вращения последнего равна входным оборотам коленчатого вала. Поэтому, для сохранения крыльчатки и лопастей при высоких оборотах мотора используют вязкостную муфту.

Как она работает

Корпус такой муфты заполнен специальной жидкостью - силиконом. Когда движок работает под постоянной нагрузкой или на высоких оборотах, происходит процесс нагрева силиконовой жидкости. По мере нагрева жидкость расширяется, постепенно зажимая муфту, что приводит в работу вентилятор охлаждения.

Гидравлическая конструкция работает в зависимости от изменения объема масла. Момент блокировки не зависит от частоты вращения коленвала. В режиме высоких оборотов ДВС муфта не дает крыльчатки разгонятся, предохраняя ее от разрушения. Первоначальной задачей системы управления вентилятором является удерживать оптимальные обороты необходимые для эффективного охлаждения.

Электронное приводное устройство

На современные автомарки, оборудованы автоматическими системами контроля начали устанавливать электрический двигатель вентилятора охлаждения радиатора. Достоинством привода является независимое функционирование, легкость в настройке.

Управление вентилятором охлаждения двигателя осуществляется через температурные модули охлаждающей жидкости. По данным с датчиков блок управления вентилятором охлаждения двигателя корректирует скоростной режим крыльчатки, изменяя скорость вращения и период работы.

Питание на двигатель вентилятора поступает через электронные приборы автомобиля (аккумулятор, генератор).

Методы управление вентилятором системы охлаждения двигателя:

термовыключатель;
блок управления.

Технические показатели.

Термовыключатель использовался на ранних этапах производства автомобилей. По показателям с датчика температуры в радиаторе, механизм определяет, включится или отключится вентилятор охлаждения двигателя. В агрегатах с термовыключателя вентилятор системы охлаждения двигателя работает в узком температурном диапазоне. Включается вентилятор охлаждения при прогреве блока до 85 С°, отключение происходит при остывании до 70 С°.

Принцип работы механизма

Когда температура тосола в радиаторе прогревается до максимально заданного значения, происходит замыкание контактов терморегулятора. Цепь питания в двигателе вентилятора замыкается, и вентилятор охлаждения двигателя начитает вращатся. После снижения температуры контакты расходятся, работающий вентилятор останавливается.

Схема управления с ЭБУ

Чтобы узнать, как работает вентилятор охлаждения двигателя с ЭБУ, необходимо ознакомится с ее строением.

Стандартное электронное управление состоит из таких элементов:

электродвигатель;
расходомер воздуха;
модуль частоты вращения коленчатого вала;
реле момента включения вентилятора;
датчик колебания температуры охлаждающей жидкости.

Для контроля над температурой жидкости в патрубке радиатора установлен датчик температуры. Некоторые модели авто оборудованы двумя датчиками, один на выходном канале радиатора, другой в блоке цилиндров.

Для более точного определения режима работы движка установлены модуль частоты вращения и воздухомер. Показания с датчиков поступают на центральный блок. ЦБ обрабатывает информацию и задает программу работы на реле.

Сохранность системы охлаждения

После нагрева движка до предельной температуры, должен включаться вентилятор. Существует много минусов резкого старт, которые негативно действуют на электропроводку автомобиля.

Перегрузку получают такие элементы:

генератор, аккумуляторная батарея, электропроводка;
детали крепления, подшипники;
датчики температуры, вследствие эффекта термокачки.

Чтобы проводка выдержала пусковые перегрузки, в автомобиль установлен мощный и дорогой предохранитель. Решить проблему перегрузки поможет плавное включение вентилятора охлаждения. Многие современные модели авто уже имеют такую функцию, но есть такие которые нужно переоборудовать своими руками.

Известно несколько способов плавного включения вентилятора охлаждения двигателя самостоятельно.

Установить в свой радиатор датчик охлаждения с более низкой температурой срабатывания.

Особенности функционирования штатного устройства:

высокая производительность. Привод работает на высокой скорости, что приводит к частым старт-стопам системы.
высокая температура срабатывания датчика, что приводит к перебоям в оборотах двигателя и закипанию.

Хорошую производительность обеспечит невысокие обороты привода и плавное срабатывание.

Установка кнопки принудительного обдува. Такой способ позлит водителю самостоятельно решать, когда включится вентилятор охлаждения двигателя. Такое решение поддерживает стабильную температуру ОЖ и сохраняет систему от резкого скачка напряжения. Это обеспечивается благодаря установке дополнительного реле с большим сопротивлением.
Монтаж генератора пуска. Метод подходит для водителей, которые знакомы с устройством электрики и методами пайки. Регулятор придется переделать индивидуально для автомобиля и установить в цепь питания устройства. Как работает генератор: после подачи напряжения на устройство, для определения момента открытия затвора, ток проходит через драйвер транзисторов, диоды и конденсатор. Величина и плавность открытия заслонки зависит от емкости конденсатора. Инструкции по подключению можно найти на форумах.
Эффективный, но дорогостоящий вариант - это установить блок управления. Его эффективность заключается в постепенном изменении оборотов электромотора в зависимости от изменения температуры ОЖ.

В данной схеме управление вентилятором или кулером системы охлаждения происходит по сигналу термистора в течении заданного периода времени. Схема простая, собрана всего на трех транзисторах.

Эта система управления может быть использована в самых разных областях жизни, где необходимо охлаждение посредством вентилятора, например, охлаждения материнской платы ПК, в усилителях звука, в мощных блоках питания и в иных устройствах, которые в ходе своей работы могут перегреваться. Система представляет собой сочетание двух устройств: таймера и термореле.

Описание работы схемы управления вентилятором

Когда температура низкая, сопротивление термистора высокое и, следовательно, первый транзистор закрыт, потому что на его базе напряжение ниже 0,6 вольт. В это время конденсатор на 100 мкФ разряжен. Второй PNP-транзистор так же закрыт, поскольку напряжение на базе равно напряжению на его эмиттере. И третий транзистор так же заперт.

При повышении температуры, сопротивление термистора уменьшается. Таким образом, напряжение на базе первого транзистора увеличивается. Когда это напряжение превысит 0,6 В, первый транзистор начинает пропускать ток заряжая конденсатор 100 мкФ и подает отрицательный потенциал на базу второго транзистора, который открывается и включает третий транзистор, который в свою очередь активирует реле.

После того, как вентилятор включается, температура уменьшается, но конденсатор 100 мкФ разряжается постепенно, сохраняя работу вентилятора в течение некоторого времени после того, как температура приходит в норму.

Подстроичный резистор (показан на схеме как 10 ком) должен иметь значение сопротивления около 10% от сопротивления термистора при 25 градусах. Термистор применен марки EPCOS NTC B57164K104J на 100 кОм. Таким образом, сопротивление подстрочного резистора (10%) получается 10 кОм. Если вы не можете найти эту модель можно использовать другой. Например, при использовании термистора 470 кОм сопротивление подстроичного составит 47 кОм.

Схема подключения вентилятора с питанием от 12 вольт.

Схема подключения вентилятора с питанием от 220 вольт

В печатной плате можно увидеть два подстроичных резистора. Первый на 10 кОм для регулирования порога срабатывания вентилятора, второй на 1 мОм позволяет регулировать время работы после нормализации температуры. Если вам нужен больший интервал времени, то конденсатор на 100 мкФ можно увеличить до 470 мкФ. Диод 1N4005 используется для защиты транзистора от индуктивных выбросов в реле.

Это устройство разрабтатывалось для контроля температуры двигателя и управления муфтой вентилятора охлаждения и подогревателем впускного коллектора, в автомобиле Мерседес 190. Схема устройства показана на рисунке и представляет из себя обычный термометр на датчике DS18B20 и микроконтроллере PIC16F628A. Устройство измеряет температуру двигателя, отображает ее на экране и в зависимости от нее включает исполнительные устройства.

* На схеме не указано - VD3 - КС522

Измеренная температура двигателя отображается в диапазоне от 0 до 99 градусов. Если температура ниже нуля градусов, то на дисплее высвечивается Lo (низкая), а когда больше 99 градусов - высвечивается Hi (высокая). Хотя предел индикации 99 градусов, термометр все равно продолжает измерять температуру. Как только температура дойдет до 110 градусов (что для двигателя мерседеса считается нормально, он не кипит при такой температуре) - то на дисплее будет высвечено Ot (перегрев). А на выходе RA4 микроконтроллера появляется сигнал логического 0 - ошибка, этот сигнал можно использовать для включения светодиода в салоне, или для управления бипером. Сигнал на RA4 будет сброшен только после выключения зажигания, снижение температуры двигателя никакого влияния на этот сигнал уже не окажет. При температуре ниже 40 градусов будет включен подогреватель впускного коллектора. Аналогично при температуре 89 градусов будет включен вентилятор охлаждения. Чтобы снизить нагрузку на аккумулятор, устройство имеет вход который соединяется с реле стартера. Когда включен стартер, не зависимо от температуры двигателя, выключаются вентилятор и подогреватель, как только стартер будет выключен, ветилятор и подогреватель включаться согласно измеренной температуры.

Сам термометр-термостат собран на печатной плате и размещен в пластиковом корпусе. Корпус закреплен двумя саморезами прямо в моторном отсеке. Размещать прибор нужно так, чтобы он был максимально удален от высоковольтных проводов зажигания и других силовых проводов, а также как можно дальше от горячих деталей двигателя. Очень желательно применить микроконтроллер в расширенном температурным исполнением - PIC16F628A-E/P, но можно и в промышленном - PIC16F628A-I/P. Плата разработана под сдвоенный светодиодный индикатор фирмы Bright LED - BD-A816RD. По большому счету индикатор в этом устройстве и не нужен, но я его установил, чтобы не было устройство совсем простым, а так же, чтобы прямо под капотом можно увидеть температуру двигателя. Микросхемный стабилизатор 7805 нужно установить на малогабаритный радиатор - полоску алюминия. Электролитические конденсаторы нужно выбирать из морозостойких экземпляров.

Для изготовления самого датчика температуры понадобилась болванка из латуни, из нее был выточен корпус для датчика DS18B20. Этот корпус изготовлен так, чтобы он легко вкручивался на место одного из штатных датчиков (они к сожалению благополучно умерли , поэтому и пришлось разработать это устройство). Корпус желательно сделать максимально облегченным, чтобы уменьшить его температурную инерцию. Соединять датчик с платой микроконтроллера нужно экранированным термостойким проводом.

Реле устанавливаются в любом удобном месте, вне корпуса устройства, защитные диоды шутирующие их обмотки на плате уже установлены.

Естественно это устройство можно установить и в салоне. Тогда оно еще и заменит штатный термометр охлаждающей жидкости.

На схеме не указано - VD3 - КС522

Для изготовления самого датчика температуры понадобилась болванка из латуни, из нее был выточен корпус для датчика DS18B20. Этот корпус изготовлен так, чтобы он легко вкручивался на место одного из штатных датчиков (они к сожалению благополучно умерли:-), поэтому и пришлось разработать это устройство). Корпус желательно сделать максимально облегченным, чтобы уменьшить его температурную инерцию. Соединять датчик с платой микроконтроллера нужно экранированным термостойким проводом.